Por que os materiais poliméricos apresentam menor resistência à tração e menor módulo de elasticidade do que materiais metálicos? (1,0)

Passo 1

O enunciado pergunta por que os polímeros têm menor resistência à tração (digamos sigmat) e menor módulo de elasticidade (Young’s modulus E) em comparação com metais. O conteúdo envolve química de ligações e microestrutura dos materiais.

Passo 2

Metais apresentam ligações metálicas, nas quais os átomos do elemento doam elétrons a uma “nuvem” eletrônica compartilhada. Isso gera interações fortes e não-direcionais entre todos os átomos, resultando em:
bul<=t redes cristalinas densamente embaladas,
bul<=t alta coesão interatômica,
bul<=t elevada rigidez e alta sigmat e E.

Passo 3

Polímeros são formados por longas cadeias de macromoléculas ligadas covalentemente entre monômeros, mas mantêm-se unidas principalmente por forças secundárias (van der Waals, ligações de hidrogênio ou dipolo). Isso causa:
bul<=t estruturas em parte amorfas ou semicristalinas menos densas,
bul<=t mobilidade relativa das cadeias (deslizamento e desentrançamento),
bul<=t baixa coesão intercadeia e, portanto, menor sigmat e E.

Passo 4

Em resumo, a diferença de propriedades mecânicas decorre do tipo e da intensidade das ligações químicas e da arrumação atômica/molecular:
Erm polímeroll Erm metal, sigmat,,rm polímeroll sigmat,,rm metal íí

Resposta

Materiais poliméricos têm cadeias moleculares unidas por forças secundárias fracas e estrutura menos densa, o que acarreta menor coesão, permitindo deslizamento das cadeias sob carga e resultando em valores de resistência à tração e módulo de elasticidade bem inferiores aos dos metais, que possuem ligações metálicas fortes e rede cristalina densa.

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